天津中医药  2024, Vol. 41 Issue (12): 1576-1585

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韩玉, 王耀光.
HAN Yu, WANG Yaogaung.
加味防己黄芪汤干预lncRNA NKILA介导的HK-2细胞肾间质纤维化模型抑制上皮细胞-间充质转化作用的机制研究
To investigate the mechanism by which modified Jiawei Fangji Huangqi Decoction intervenes in the lncRNA NKILA-mediated RIF model of HK-2 cells to inhibit EMT
天津中医药, 2024, 41(12): 1576-1585
Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2024, 41(12): 1576-1585
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2024.12.16

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收稿日期: 2024-10-18
加味防己黄芪汤干预lncRNA NKILA介导的HK-2细胞肾间质纤维化模型抑制上皮细胞-间充质转化作用的机制研究
韩玉1 , 王耀光2     
1. 天津市中医药研究院附属医院, 天津市中医肾病研究所, 天津 300120;
2. 天津中医药大学第一附属医院, 天津 300381
摘要:[目的] 探究加味防己黄芪汤对于致纤维化因子lncRNA NKILA介导的HK-2细胞纤维化模型中上皮细胞-间充质转化(EMT)的干预作用机制。[方法] 基于前期研究基础,使用加味防己黄芪汤高剂量含药血清,干预由lncRNA NKILA过表达慢病毒转染构建的HK-2细胞纤维化模型,并设置AG490干预组进行对照。通过实时荧光定量PCR(qPCR)法、蛋白免疫印迹(Western Blot)法以及免疫荧光法,检测各组lncRNA NKILA的表达量变化、EMT指标FN、Col1、Vim、α-SMA的表达改变以及JAK2/STAT3信号通路指标的变化量。[结果] EMT表型指标检测结果显示,FN、Col1、Vim、α-SMA的mRNA及蛋白的表达量,同过表达阴性对照慢病毒转染组(oe-NC组)比较,过表达lncRNA NKILA慢病毒转染组(oe-NKILA组)表型指标均呈上调趋势,而E-cad的mRNA及蛋白的表达量呈现明显下调趋势;与oe-NKILA组比较,过表达lncRNA NKILA慢病毒转染+AG490干预组(oe-NKILA+AG490组)、过表达lncRNA NKILA慢病毒转染+高剂量防己黄芪汤含药血清组(oe-NKILA+TCM-H)均明显呈下调趋势,而E-cad的mRNA及蛋白的表达量明显上调,差异具有统计学意义(P < 0.05)。检测各组lncRNA NKILA的表达量变化结果显示,与oe-NC组比较,oe-NKILA组NKILA表达量显著上调;与oe-NKILA组比较,oe-NKILA+AG490组的NKILA表达量显著下调(P < 0.01),oe-NKILA+TCM-H组的NKILA表达量,均明显下调(P < 0.05)。JAK2/STAT3通路指标检测结果显示:JAK2、STAT3的mRNA及蛋白、p-JAK2、p-STAT3蛋白表达量,与oe-NC组比较,oe-NKILA组均明显上调,而oe-NKILA+AG490及oe-NKILA+TCM-H组均明显下调,差异具有统计学意义(P < 0.05)。[结论] 加味防己黄芪汤高剂量含药血清能够减轻由lncRNA NKILA过表达诱导的HK-2细胞EMT损伤,并且抑制lncRNA NKILA诱导HK-2细胞EMT过程中JAK2/STAT3信号通路的激活。
关键词加味防己黄芪汤    lncRNA NKILA    肾间质纤维化    JAK2/STAT3信号通路    

肾间质纤维化是指胶原蛋白及相关蛋白在肾皮质间质异常沉积,是各类肾脏疾病的常见组织学异常,同时也代表了几乎所有慢性和进行性肾病的共同最终途径[1-2]。上皮细胞-间充质转化(EMT)是肾间质纤维化的重要起始环节,以往研究表明EMT在肾组织损伤修复中具有重要作用。在EMT的初始阶段,受损的上皮细胞或实质细胞触发纤维化反应,随后导致免疫细胞的募集和激活,免疫细胞可分泌细胞因子,促进纤维化过程[3]。而随着基因测序技术的不断发展,研究发现在免疫细胞激活的过程中会伴随着大量长链非编码RNA(lncRNA)的表达量变化。越来越多的证据表明,lncRNA参与广泛的生物过程,包括基因调控、染色质结构和细胞分化,并且能够参与免疫细胞募集、分化和功能的调节,以及细胞因子和趋化因子信号传导,参与细胞增殖和迁移以及细胞凋亡的调节[4-5]

本研究中所选取的lncRNA NKILA是活化B细胞的核因子κ轻链增强子(NF-κB)相关性的lncRNA[6]。在以往的研究中表明,NF-κB是在肾间质纤维化过程中经典的促进纤维化形成的细胞因子,同时具有明显的促进炎症进展的功能,且在不同器官的纤维化进程中均展现出相似的致纤维化能力[7-9]。而lncRNA NKILA具有同NF-κB相互作用的结构域,现阶段的研究表明lncRNA NKILA能够表现出同NF-κB相似的致纤维化能力,同时具有激活先天性和获得性免疫反应的功能,能够参与调节肾脏细胞的炎症反应及凋亡过程[10]

本课题组前期已经证实了,加味防己黄芪汤能够改善单侧输尿管结扎(UUO)大鼠肾功能等生化指标、肾间质纤维化病理损伤、抑制肾间质纤维化过程中EMT表型蛋白E-cad、α-SMA蛋白的表达以及炎症因子NF-κB、IκBa的蛋白表达,同时能够干预JAK2/STAT3信号通路,对于肾间质纤维化的进程起到延缓作用,并且在通过不同剂量浓度的结果对比中发现,高剂量的加味防己黄芪汤抑制UUO大鼠肾间质纤维化的效果更为显著[11]。因此,本研究通过高剂量加味防己黄芪汤含药血清干预由lncRNA NKILA过表达构建的HK-2细胞肾间质纤维化模型,并设置AG490干预组进行对照,通过检测EMT表型指标FN、Col1、Vim、α-SMA、E-cad的表达量变化,以及JAK2/STAT3信号通路相关指标的变化,在细胞层面进一步探索加味防己黄芪汤含药血清对HK-2细胞纤维化过程中的EMT作用机制的干预作用。

1 实验材料 1.1 实验细胞

人肾皮质近曲小管上皮细胞株(HK-2细胞,Procell CL-0109),购买于武汉普诺赛生命科技有限公司,STR鉴定正确。

1.2 主要试剂及耗材

兔GAPDH单克隆抗体(武汉三鹰生物技术有限公司,10494-1-AP)、兔alpha-SMA单克隆抗体(江苏亲科生物研究中心有限公司,AF1032)、兔E-cadherin单克隆抗体(江苏亲科生物研究中心有限公司,AF0131)、兔Vimentin单克隆抗体(武汉三鹰生物技术有限公司,10366-1-AP)、山羊抗兔IgG(H+L)HRP(江苏亲科生物研究中心有限公司, S0001)、Anti-Fibronectin(Abcam,ab45688)、兔Collagen I单克隆抗体(沈阳万类生物科技有限公司,WL0088)、兔Jak2单克隆抗体(武汉三鹰生物技术有限公司,17670-1-AP)、兔STAT3单克隆抗体(武汉三鹰生物技术有限公司,10253-2-AP)、Anti-P-JAK2 Rabbit pAb(沈阳万类生物科技有限公司,WL02997)、兔Anti-P-STAT3单克隆抗体(沈阳万类生物科技有限公司,WLP2412)、CCK-8(兰杰柯科技有限公司,BS350B)。

1.3 主要实验仪器

伯乐小型电泳仪(美国BIO-RAD公司,164-5050)、多功能酶标仪(美国Thermo公司,Varioskan LUX)、冷冻高速离心机(美国Thermo Fisher公司,75002445)、梯度PCR仪(美国ABI ProFlex公司,4484073)、荧光定量PCR仪(瑞士Roche公司,LightCycler96)、凝胶成像仪(德国耶拿公司,ChemStudio)、正置光学显微镜(日本OLYMPUS公司,OLYMPUS CK31)等。

2 实验方法 2.1 细胞培养方法

HK-2细胞采用含10%胎牛血清的RPMI 1640培养基培养,加入1%的青霉素链霉素双抗,于37 ℃,5% CO2条件下进行培养,隔天换液,细胞融合至70%~80%时,0.25%胰蛋白酶消化,按照1∶3比例传代。取对数生长期HK-2细胞进行后续实验。

2.2 慢病毒构建及转染

提供人源lncRNA NKILA的序列全长信息,由上海吉凯基因技术公司针对序列信息,设计并合成过表达lncRNA NKILA靶点,构建慢病毒载体。

过表达载体为GV513,元件顺序Ubi-MCS-CBh-gcGFP-IRES-puromycin,见图 1。过表达病毒目的基因片段获取信息见表 1

图 1 过表达载体为GV513,元件顺序Ubi-MCS-CBh-gcGFP-IRES-puromycin Fig. 1 Overexpression vector GV513, element sequence Ubi MCS CBh gcGFP IRES puromycin
表 1 过表达慢病毒目的基因片段获取信息 Tab. 1 Overexpression of lentiviral target gene fragments to obtain information is shown in the following
2.3 加味防己黄芪汤含药血清制备

所有动物实验均遵循天津市医学实验动物保护中心的指导原则,动物实验方案经易生源基因科技(天津)有限公司的动物伦理委员会批准[方案号YSY-DWLL-2021069,实验动物许可证SYXK(津)2021-0003]。

加味防己黄芪汤高剂量水煎剂,制备方法:生黄芪30 g,防己10 g,生白术10 g,地龙10 g,赤芍10 g,以上药材由天津中医药大学第一附属医院提供,并对药物进行煎煮浓缩。按照《药理实验方法学》体表面积换算方法,体表面积系数为0.018,将每付药液浓度浓缩至高剂量1.26 g/mL,4 ℃保存。

含药血清制备:10只SPF级雄性SD大鼠,每次灌胃前测量大鼠体质量,按照10 mL/kg剂量进行高剂量加味防己黄芪汤灌胃,每日清晨灌胃2 mL,连续7 d。并于第6天晚禁食不禁水,第7天给药2 h后,采用戊巴比妥钠40 mg/kg腹腔注射麻醉大鼠,进行腹主动脉采血。血液样本室温静置1 h,3 000 r/min离心15 min,离心半径为144 mm,留取血清,56 ℃水浴箱灭活30 min,0.22 μm滤膜过滤除菌,无菌分装后-80 ℃冰箱保存备用。

2.4 CCK-8法筛选含药血清给药浓度

取对数生长期的HK-2细胞,调整细胞密度为4×104/mL的细胞密度接种于96孔板中(每孔100 μL),培养板周边孔接种等量无菌磷酸盐缓冲液(PBS),37 ℃、5% CO2培养箱中培养24 h,待细胞贴壁后加入不同浓度的高剂量含药血清浓度(0%、5%、7.5%、10%、12.5%、15%、17.5%、20%)诱导细胞24 h,每个浓度设置5个复孔,并设置无细胞对照孔。药物作用结束后,10 μL/孔避光加入CCK-8试剂,继续放入37℃、5% CO2培养箱内孵育2 h,酶联免疫检测仪上测定各孔OD值(单波长450 nm),根据细胞活力筛选出最合适的含药血清最适干预浓度。

2.5 实验分组方法

HK-2细胞复苏后传代至第3~5代开始实验,取对数生长期HK-2细胞,以2×104/mL密度接种于6孔板上(每孔1 mL),待细胞生长至30%~40%密度时,更换不含胎牛血清(FBS)的RPMI 1640培养基中饥饿处理12 h,按以下分组进行干预。

1)过表达阴性对照慢病毒转染组(oe-NC组):使用过表达阴性对照病毒(LVCON335)进行转染,慢病毒24 h后收集细胞。2)过表达lncRNA NKILA慢病毒转染组(oe-NKILA组):使用过表达慢病毒Lv-NKILA(76304)进行转染,慢病毒24 h后收集细胞。3)过表达lncRNA NKILA慢病毒转染+AG490干预组(oe-NKILA+AG490组):使用过表达慢病毒Lv-NKILA(76304)进行转染,同时加入50 μmol/L AG490,共刺激24 h后收集细胞。4)过表达lncRNA NKILA慢病毒转染+高剂量防己黄芪汤含药血清组(oe-NKILA+TCM-H):使用过表达慢病毒Lv-NKILA(76304)进行转染,同时加入高剂量防己黄芪汤含药血清进行干预,共刺激24 h后收集细胞。

3 检测指标及方法 3.1 蛋白免疫印迹(Western Blot)检测 3.1.1 一抗稀释比例

GAPDH 1∶2 000、Vim 1∶500、α-SMA 1∶500、FN 1∶1 000、Col1 1∶500、JAK2 1∶500、STAT3 1∶1 000、p-JAK2 1∶500、p-STAT3 1∶1 000,使用一抗稀释液稀释,置于4 ℃冰箱备用。

3.1.2

RIPA裂解细胞提取蛋白,BCA法测定蛋白浓度。取10 μL蛋白样品、4 μL彩色预染蛋白标准品在8% SDS-PAGE胶中上样,设定100 V电压进行电泳,溴酚蓝至凝胶底部停止电泳。湿式电转膜法转移至PVDF膜上,400 mA恒定电流转膜30 min。5%脱脂奶粉,封闭液室温下封闭60 min,1×TBST洗膜3次,每次5 min。一抗孵育,4 ℃过夜,1×TBST洗膜3遍,Goat Anti-Rabbit IgG(1∶5 000)室温孵育1 h,再次1×TBST洗膜3遍,特超敏ECL化学发光试剂盒显影,凝胶成像仪检测。GAPDH为内参蛋白,Image J软件分析条带,以目的蛋白与内参蛋白比值为相对表达量。

3.2 免疫荧光检测E-cad蛋白表达量变化

E-cad蛋白一抗稀释比例为1∶50,使用PBS稀释。HK-2细胞按照2×104/孔的密度接种于细胞爬片上。分组及模型构建同前。造模完成后,弃去原有培养液,使用PBS缓冲液清洗细胞后,吸净残留液体,用4%多聚甲醛室温固定细胞30 min后,使用PBS缓冲液洗涤3遍,每次5 min。0.5% Triton100室温下浸润细胞10 min进行细胞透膜处理,使用5%山羊血清封闭液室温下封闭30 min。滴加一抗孵育,室温下孵育30 min后,4 ℃孵育过夜,PBS洗涤细胞3次后。避光加入CoraLite594-conjugate Goat Anti-Rabbit IgG(1∶200,PBS稀释),37 ℃避光孵育1 h。避光环境下,捞出细胞爬片,并放置于黏附载玻片上,并滴加含DAPI的防荧光淬灭剂孵育套染细胞核2 min,盖玻片封片,荧光显微镜下观察并采集图像。

3.3 实时荧光定量PCR(qPCR)检测

RIPA裂解细胞利用柱式法提取总RNA,利用分光光度仪测定RNA浓度。HiFiScript cDNA Synthesis Kit进行逆转录,配置20 μL体系进行cDNA逆转录,使用UltraSYBR Mixturet进行扩增,设置20 μL反应体系聚合酶链反应(PCR)检测。逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR),反应体系:95 ℃预变形10 min,热启动40个循环(95 ℃变性15 s,60 ℃退火1 min,72 ℃延展1 min)。PCR通过计算基因的相对表达量(2-ΔΔCt)分析结果:以GAPDH为内参基因,计算方法为:ΔΔCt=ΔCt实验组(目的基因Ct值-内参基因Ct值)-ΔCt对照组(目的基因Ct值-内参基因Ct值)。引物由上海生工生物工程公司设计合成,引物序列见表 2

表 2 引物序列 Tab. 2 Primer sequence
4 统计分析

利用SPSS 25.0统计分析软件进行分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,各组数据比较前先进行正态性及方差齐性检验。组间差异比较采用单因素方差分析(One-Way ANOVA),符合正态分布且方差齐时采用SNK检验,方差不齐时采用Dunnett’s检验;不符合正态分布时使用非参数检验。以P < 0.05为差异具有统计学意义。

5 结果 5.1 含药血清浓度筛选结果

CCK-8法筛选出含药血清浓度(0%、5%、7.5%、10%、12.5%、15%、17.5%、20%)给药24 h后对HK-2细胞活力的影响,结果显示在12.5%浓度开始,细胞活力出现明显的下降(P<0.01)。在10%浓度之前各梯度浓度之间细胞活力无明显差别,差异无统计学意义(P>0.05)。提示含药血清最适给药浓度为10%,故本实验后续采用10%浓度高剂量防己黄芪汤含药血清进行实验,见图 2

注:同10%浓度比较,**P<0.01。 图 2 CCK-8筛选含药血清给药浓度结果 Fig. 2 CCK8 screening drug-containing serum administration concentration results
5.2 EMT表型指标检测结果 5.2.1 Western Blot检测EMT表型指标的蛋白变化量检测结果

与oe-NC组比较oe-NKILA组FN、Col1、Vim、α-SMA蛋白表达量,明显呈上调趋势,差异具有统计学意义(P<0.01)。与oe-NKILA组比较,oe-NKILA+AG490组、oe-NKILA+TCM-H组表型蛋白均有明显的下调,差异具有统计学意义(P<0.05)。组间比较,oe-NKILA+AG490组虽然表型指标蛋白变化量下调的趋势较oe-NKILA+TCM-H组更低,但差异无统计学意义(P>0.05)。见图 3

注:A-B,EMT指标Western Blot检测结果;C,EMT指标qPCR统计结果。n=3。与oe-NC组比较,**P<0.01;与oe-NKILA组比较,#P<0.05,##P<0.01。 图 3 EMT表型指标检测结果 Fig. 3 EMT phenotype index test results
5.2.2 免疫荧光检测E-cad蛋白表达量变化

免疫荧光结果显示,oe-NC组E-cad蛋白沿细胞膜均匀分布,荧光强度均匀;oe-NKILA组中,荧光强度明显减弱,差异具有统计学意义(P<0.01);oe-NKILA+AG490组、oe-NKILA+TCM-H组,E-cad蛋白荧光强度较oe-NKILA组增强,差异具有统计学意义(P<0.01)。组间比较,oe-NKILA+AG490组荧光信号强度虽较oe-NKILA+TCM-H组表达较高,但差异无统计学意义(P>0.05)。见图 4

注:n=3。与oe-NC组比较,**P<0.01;与oe-NKILA组比较,##P<0.01。 图 4 E-cad蛋白细胞免疫荧光检测结果 Fig. 4 Immunofluorescence detection of E-cad protein
5.2.3 实时荧光定量PCR(qPCR)检测结果

qPCR结果显示,与oe-NC组比较,oe-NKILA组表型指标FN、Col1、Vim、α-SMA的mRNA表达量,均呈上调趋势,E-cad的mRNA表达量呈现明显下调趋势,差异具有统计学意义(P<0.05)。同oe-NKILA组比较,oe-NKILA+AG490组、oe-NKILA+TCM-H组FN、Col1、Vim、α-SMA的mRNA表达量均明显呈下调趋势,E-cad的mRNA表达量明显上调,差异具有统计学意义(P<0.05)。oe-NKILA+AG490组同oe-NKILA+TCM-H组,组间比较各表型指标的mRNA表达量变化未见明显差异,差异无统计学意义(P>0.05)。见表 3

表 3 qPCR检测EMT表型指标mRNA变化量(x±s Tab. 3 qPCR detection of EMT phenotype index mRNA change(x±s)
5.3 lncRNA NKILA表达量qPCR检测结果

检测各组NKILA的表达量变化结果显示,与oe-NC组比较,oe-NKILA组NKILA表达量显著上调,差异具有统计学意义(P<0.01);与oe-NKILA组比较,oe-NKILA+AG490组的NKILA表达量显著下调(P<0.01),oe-NKILA+TCM-H组的NKILA表达量,明显下调(P<0.05)。oe-NKILA+AG490组与oe-NKILA+TCM-H组NKILA的mRNA表达量变化比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表 4图 5

表 4 lncRNA NKILA的mRNA相对表达量(x±s Tab. 4 Relative mRNA expression of lncRNA NKILA(x±s)
注:与oe-NC组比较,**P<0.01;与oe-NKILA组比较,#P<0.05,##P<0.01。n=3。 图 5 lncRNA NKILA的qPCR统计结果 Fig. 5 qPCR statistical results of lncRNA NKILA
5.4 JAK2/STAT3通路指标检测结果

Western Blot检测JAK2/STAT3通路指标变化的结果显示,同oe-NC组相比oe-NKILA组JAK2、STAT3及其磷酸化蛋白表达量明显上调,差异具有统计学意义(P<0.01)。同oe-NKILA组比较,oe-NKILA+AG490组JAK2、STAT3及其磷酸化蛋白表达量显著下调,差异具有统计学意义(P<0.01);oe-NKILA+TCM-H组JAK2、STAT3及其磷酸化蛋白表达量明显下调,差异具有统计学意义(P<0.05)。组间比较,虽然加入AG490抑制剂干预oe-NKILA组对于JAK2、STAT3及其磷酸化蛋白的变化量下调趋势较TCM-H组更低,但差异不具备统计学意义(P>0.05)。见表 5图 6

表 5 JAK2/STAT3通路指标mRNA相对表达量(x±s Tab. 5 JAK2/STAT3 pathway index mRNA relative expression(x±s)
注:图A和图B,Western Blot检测JAK2/STAT3通路指标变化量结果;图C,qPCR检测结果。n=3。与oe-NC组比较,**P<0.01;与oe-NKILA组比较,#P<0.05,##P<0.01。 图 6 JAK2/STAT3通路指标检测结果 Fig. 6 Detection results of JAK2/STAT3 pathway indicators

qPCR结果显示,同oe-NC组比较,oe-NKILA组通路指标JAK2、STAT3的mRNA表达量,均显著上调,差异具有统计学意义(P<0.01)。同oe-NKILA组相比,oe-NKILA+AG490组、oe-NKILA+TCM-H组的JAK2、STAT3的mRNA表达量,均显著下调,差异具有统计学意义(P<0.01)。oe-NKILA+AG490组同oe-NKILA+TCM-H组,组间比较JAK2、STAT3达量变化未见明显差异,差异无统计学意义(P>0.05)。

6 讨论

肾间质纤维化的组织病理学特征是细胞外基质(ECM)成分沉积、肾小管细胞丢失、成纤维细胞聚集以及肾小管周围微血管系统稀疏[12]。组织损伤后ECM的沉积最初可能有助于组织修复过程,然而在慢性肾脏病(CKD)发生的持续性组织损伤期间,会招募和激活先天性和适应性免疫系统等多种炎性细胞,促使局部组织炎症持续发生,而炎症细胞产生的自由基则诱导EMT,使ECM沉积不受控制,促进肾脏纤维化进程[13-16]。CKD过程中持续进行的纤维化降低了肾组织的修复能力,破坏肾脏结构,减少血液供应并扰乱肾脏功能,最终导致CKD进一步进展为终末期肾病(ESRD)[17-18]。因此,减轻或延缓CKD过程中的肾间质纤维化进程,是现阶段中医药防治肾脏病的主要手段及优势领域。

JAK2/STAT3是一条经典的炎症因子信号通路,以磷酸化为主要的作用方式,可以响应多种细胞因子信号,如IL-6家族、TGF-β1、NF-κB等[19-21]。在CKD过程中,这些炎症细胞因子可以直接激活肌成纤维细胞,或诱导上皮细胞转化为成纤维细胞,从而导致肾脏纤维化的形成[22]。而STAT3一方面可以细胞内快速响应IL-6的刺激,并且作为正调节因子激活TGF-β1及NF-κB诱导的EMT;另一方面,STAT3本身可以作为一种炎症刺激因子,持续刺激肾脏组织的炎症反应,加剧肾脏纤维化进程,造成恶性循环[23-24]。因此,JAK2/STAT3信号通路在肾纤维化进程中,既是启动因素,也是肾间质纤维化信号通路的响应因子,在肾脏EMT环节中起到十分关键的作用。

本研究使用过表达lncRNA NKILA慢病毒转染正常的HK-2细胞后,除表现明显的EMT损伤特征外,JAK2、STAT3蛋白及其磷酸化蛋白的变化量,均明显上调,一定程度上证实了该过程中激活了JAK2/STAT3信号通路。为了进一步明确lncRNA NKILA对JAK2/STAT3信号通路的影响,研究引入了JAK2/STAT3通路的特异性抑制剂AG490作为对照组。AG490是一种剂量依赖性的抑制剂,本研究结合文献资料以及CCK-8结果,选取50 μmol/L浓度干预过表达lncRNA NKILA诱导HK-2细胞纤维化模型24 h,进行JAK2/STAT3信号通路的抑制[25-28]。结果显示,AG490能够减轻过表达lncRNA NKILA诱导HK-2细胞EMT表型损伤、同时抑制JAK2/STAT3信号通路的激活。因此,研究证实lncRNA NKILA过表达造成HK-2细胞EMT损伤的过程中激活了JAK2/STAT3信号通路。

本研究中使用的加味防己黄芪汤是王耀光教授治疗CKD的核心处方,全方由生黄芪30 g,生白术10 g,防己10 g,赤芍10 g,地龙10 g组成。该方从《金匮要略》防己黄芪汤化裁而来,具有益气固表、祛风除湿的功效。方中生黄芪30 g为君,温分肉,实腠理,泻阴火壮脾胃;生白术、防己为臣,白术味苦甘温,健脾益胃,化胃经痰水,理心下急满,利腰脐血结,祛周身湿痹;防己,辛、温,通行十二经,通腠理,利九窍,泻下焦血分湿热,白术、防己配合生黄芪,具有温阳利水之功效。方中加入赤芍、地龙为佐使,赤芍,苦酸微寒,入肝脾血分,安脾肺固腠理,尤能泻肝火、散恶血,利小便,配合白术更能固护脾胃之阴津,行血中之滞;地龙,咸寒,入肝、脾、膀胱经,清热止痉、平肝息风、搜风通络、平喘利水,配合全方行虫蚁搜剔之效,通经活血、祛瘀生新。全方从固表、燥湿、通经、和血4个方面共奏扶正祛邪之效。

王耀光教授认为CKD总属本虚标实之证。其中,“本虚之证,伤于气化、病在水分,其本在肾、其节在脾、其末在肺”。《本经疏证》云“肾者藏精泄浊之总汇”,既概括了中医肾脏的生理功能,即“藏精”与“泄浊”两个方面。中医的肾脏既是周身精气贮藏之所,同时也是体内废物代谢之所,这种认识同现代生理、病理基础相统一。肾间动气为三焦之本是经脉生化之源,其意义在于肾内寄元阳,具有蒸腾阳气的功能,全身津液的运行依赖于阳气的蒸化。《灵枢》云:“五脏皆柔弱者,善病消瘅。”饮入于胃而脾脏虚弱,则输布无力、失于运化;肾脏虚弱则元阳衰惫,生化乏源三焦则无力斡旋,失于蒸腾。《素问·水热穴论》中记载:“肾者,至阴也,至阴者,盛水也。肺者,太阴也,少阴者,冬脉也,故其本在肾,其末在肺,皆积水也。”因此,CKD本虚之证,责之肺脾肾三脏亏虚,其本在肾,肾元衰惫无力气化,以至水无所制,溢渍于下;其节在脾,脾气虚弱输布无力,则水蕴于内化生湿浊、脘腹胀满饮食不下;其末在肺,肺气虚弱宣肃失常,气竭于上、水湿四溢、咳逆喘急。

再则“标实之证,风为贼首、湿热、瘀血夹杂,累及血分”。肾为先天之本,脾为后天之本,脾肾亏虚则周身阳气亏虚,是以“其有不从毫毛生而五脏阳已竭也,津液充郭,其魄独居,孤精于内,气耗于外”。卫外不固,“贼风”趁势而入“使肌肉愤而有疡”。“风者百病之长。”风邪侵袭“善行数变”致病常无定型,其清扬激奋能搏水气于上,致使“一身尽疼”;又或伏于肠胃之间,致使“多寒则肠鸣飧泄”“多热则溏出糜”;亦或传于经脉,令“血气与邪并客于分腠之间”“稽留而不去,息而成积”。因此,在CKD过程之中,风邪为贼首,始于皮肤,可传至经络、伏于脏腑,勾连内外无孔不入。《景岳全书》载:“湿由内生者,以水不化气,阴不从阳而然也,悉由乎脾肾之亏败。”《灵枢·脉度》云:“五脏不和则七窍不通,六腑不和则留结为痈。”在CKD的进程中,本有卫外不固、风邪搅扰,又因脾肾衰惫而致内湿丛生,风湿相合内伤脏腑、外壅经络,致使周身气机壅塞不通,郁而化热,湿热之邪由此而生。“血即精之属也,但精藏于肾,所蕴不多,而血富于冲,所致皆是”“然血化于气而成于阴,阳虚固不能生血”,是以脾肾之虚,不仅累及于气,更伤之于血,“血主营气,不宜损也,而损则为病”。“水病则累血,血病则累气。”水湿日久则易耗气动血。《临证指南医案》记载:“初为气结在经,久则血伤入络。”阴损及阳,则湿、热、瘀血互相胶结,是以气、血、水杂而为病,亦可归为“癥瘕”之属[29-32]。CKD过程中的癥瘕之病,病位多居于肾脏,虽由瘀血而起但时刻处于动态变化之中,《景岳全书》载“病多在血分,血有形而静也”,《血证论》载“瘀血在经络脏腑之间,则结为癥瘕”[33]、“被气火煎熬,则为干血”[34]《金匮要略》中记载“血不利则为水”,瘀血既成,一方面会受机体湿热熏蒸煎熬成干血;另一方面则会进一步阻碍气机运转,正所谓“邪之所凑,其气必虚”,瘀血因素的搅扰会加重气分、水分的病变,造成恶性循环[33]

因此,肾间质纤维化是CKD过程中贯穿疾病始终的主要病理改变[35-38],其本在于肺、脾、肾3脏元气衰惫,气化失司;其标在于风邪搅扰、湿热、瘀血夹杂,致使气分、水分、血分杂合为病,甚则因虚致瘀而生虚劳干血。

加味防己黄芪汤则是在中医学理论的指导下,综合了CKD过程中肾间质纤维化的病理改变及临床经验,精简而来的核心处方。现代药理研究表明,黄芪的化学成分主要包括萜类化合物、黄酮类化合物和多糖类化合物。黄芪提取物和植物化学成分具有多种药理活性,包括抗氧化、抗炎、抗癌、抗肿瘤、抗惊厥、免疫调节、抗纤维化等活性[39-40]。白术的主要有效成分,白术内酯Ⅲ,能够通过抑制JAK2/STAT3信号通路降低溃疡性结肠炎中的IL-1β、IL-6水平,减轻肠道损伤[41];白术内酯Ⅱ,能够通过PI3K/AKT通路,减轻神经元细胞在氧化应激状态下的细胞自噬及凋亡损伤[42]。赤芍的有效成分为芍药苷,具有广泛的抗炎及免疫调节作用,可通过调控GPCR通路、MAPKs/NF-κB通路、PI3K/Akt/mTOR通路、JAK2/STAT3通路、TGF-β/Smads等,抑制异常激活的细胞亚群和恢复调节细胞亚群来平衡免疫细胞亚群[43]。地龙提取物具有抗菌消炎、促进创伤修复、抗癫痫、抗纤维化的作用[44-45],同时能够通过减弱AP-1/ICAM-1信号通路抑制成纤维细胞的迁移和黏附活动,从而防止腹腔内粘连[46-48]。结合单味药药理研究及课题组前期实验基础,加味防己黄芪汤的组方成分均具有抗炎、抗纤维化、调节免疫等作用,并且高剂量组延缓肾脏肾间质纤维化进程的作用更加明显。

本研究利用加味防己黄芪汤高剂量含药血清干预过表达lncRNA NKILA诱导的HK-2细胞肾间质纤维化模型,通过EMT表型指标的检测,发现其能够下调细胞模型中FN、Col1、Vim、α-SMA蛋白表达,上调E-cad蛋白表达。并且利用qPCR检测了各干预组之间lncRNA NKILA的mRNA相对表达量变化,结果显示AG490干预组能够明显的下调lncRNA NKILA的表达,而高剂量含药血清干预组虽同样能够下调lncRNA NKILA的表达但趋势并不如AG490显著。能够从一定程度上表明,加味防己黄芪汤高剂量含药血清具备在肾间质纤维化过程中下调lncRNA NKILA的能力。进一步检测JAK2/STAT3信号通路指标变化量的结果也表明,加味防己黄芪汤能够抑制由过表达lncRNA NKILA诱导HK-2细胞EMT损伤过程中的JAK2/STAT3信号通路激活,且高剂量含药血清对于JAK2/STAT3信号通路的抑制作用同AG490干预组比较,虽然组间比较不具备统计学差异,但在数值水平上略高剂量含药血清优于AG490干预组。

综上,加味防己黄芪汤高剂量含药血清能够减轻由lncRNA NKILA过表达诱导的HK-2细胞EMT损伤,并且抑制lncRNA NKILA诱导HK-2细胞EMT过程中JAK2/STAT3信号通路的激活。本研究也存在一定的局限性,受限于客观条件的限制,研究仅使用了细胞实验进行了体外验证,并未在体内实验中进行进一步探索;同时对于lncRNA NKILA同JAK2/STAT3信号通路之间,是否具有直接的结合位点没有进行更深入的探索,未来将继续完善实验设计,挖掘更深层次的分子作用机制。

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To investigate the mechanism by which modified Jiawei Fangji Huangqi Decoction intervenes in the lncRNA NKILA-mediated RIF model of HK-2 cells to inhibit EMT
HAN Yu1 , WANG Yaogaung2     
1. Tianjin Academy of Traditional Chinese Medicine Affiliated Hospital, Tianjin Institute of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300120, China;
2. First Teaching Hospital of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300381, China
Abstract: [Objective] To explore the intervention mechanism of the modified Fangji Huangqi Decoction on the epithelial-mesenchymal transformation in the HK-2 cell fibrosis model mediated by lncRNA NKILA. [Methods] Modified Fangji Huangqi Decoction was applied in an HK-2 cell RIF model built by lncRNA NKILA overexpression lentivirus transfection, with an AG490 control group. qPCR, Western Blot, and immunofluorescence were utilized to assess the alterations in lncRNA NKILA expression, EMT markers FN, Col1, Vim, α-SMA, and JAK2/STAT3 pathway indicators. [Results] EMT phenotypic index analysis indicated up-regulated mRNA and protein levels of FN, Col1, Vim, and α-SMA in the oe-NKILA group versus the oe-NC group, with a noTab.down-regulation in E-cad mRNA and protein levels. Compared to the oe-NKILA group, the oe-NKILA+AG490 and oe-NKILA+TCM-H groups exhibited significant down-regulation in E-cad mRNA and protein levels, with statistical significance(P < 0.05). The expression of lncRNA NKILA in each group was also examined. Compared to the oe-NC group, NKILA expression was significantly elevated in the oe-NKILA group. However, NKILA expression was significantly reduced in the oe-NKILA+AG490 group(P < 0.01) and the oe-NKILA+TCM-H group(P < 0.05). The JAK2/STAT3 pathway indicator analysis revealed significant up-regulation in mRNA and protein, p-JAK2, and p-STAT3 protein expressions of JAK2 and STAT3 in the oe-NKILA group versus the oe-NC group, with significant down-regulation in the oe-NKILA+AG490 and oe-NKILA+TCM-H groups(P < 0.05). [Conclusion] The high-dose serum of the modified Fangji Huangqi Decoction can alleviate the EMT injury of HK-2 cells induced by lncRNA NKILA overexpression and inhibit the activation of the JAK2/STAT3 signaling pathway during the process of lncRNA NKILA-inducing EMT of HK-2 cells.
Key words: Fangji Huangqi Decoction    lncRNA NKILA    RIF    JAK2/STAT